碳块韧性实验
检测项目
静态韧性检测:
- 三点弯曲强度:断裂模量(MOR≥15MPa)、弹性模量(E≥8.0GPa)参照GB/T 1431
- 断裂韧性:临界应力强度因子(KIC≥1.2MPa·m¹/²)按ASTM C1421
- 夏比冲击功:无缺口试样冲击值(≥2.5J/cm²)参照ISO 179
- 落锤冲击强度:临界破裂能量(≥18J)按GB/T 1043
- 裂纹扩展阻力:R曲线斜率(dK/da≤0.8)参照JIS R1657
- 断裂功:载荷-位移曲线积分值(≥450J/m²)
- 骨料-黏结剂结合强度:界面微裂纹密度(≤15条/mm)按YB/T 119
- 孔隙结构:闭孔率(≥82%)、平均孔径(≤50μm)参照ASTM D4404
- 各向异性系数:平行/垂直挤压方向强度比(1.1-1.5)
- 压缩强度:轴向破坏载荷(≥35MPa)按ISO 18515
- 热膨胀系数:20-600℃区间CTE(≤4.5×10⁻⁶/K)参照GB/T 7320
- 抗热震参数:R'''因子(≥350)按ASTM C1525计算
- 灰分含量:≤0.5%(GB/T 3521方法)
- 挥发分残留:≤0.8%(ISO 8005)
- 体积密度:≥1.55g/cm³(GB/T 6155)
- 尺寸公差:直线度(≤1mm/m)按YS/T 623
- 熔盐侵蚀后强度保持率:≥85%(160h/960℃)参照YS/T 63.16
- 高温强度:1000℃残余强度(≥28MPa)按ASTM C749
- 质量分级指数:Q值(=MOR×KIC/E≥2.0)
- 服役寿命预测:循环热震次数(≥50次)参照SEMI C10
检测范围
1. 石墨电极:直径300-700mm超高功率电极,重点检测接头螺纹区抗剪切韧性及轴向压缩性能
2. 铝电解阴极炭块:半石墨质阴极(≤0.18μΩ·m),侧重检测钠膨胀率与抗电解质渗透性关联参数
3. 高纯石墨制品:核级等静压石墨(灰分≤50ppm),重点控制断裂韧性各向异性比(1.0-1.2)
4. 电煅无烟煤:骨料粒度0.5-4mm,检测黏结剂焦强度及骨料破碎指数(≤8%)
5. 碳素焙烧品:预焙阳极(CO₂反应性≤85mg/cm²·h),检测焙烧裂纹与抗弯强度关联性
6. 特种碳复合材料:碳/碳复合材料(密度≥1.75g/cm³),侧重层间剪切强度(≥15MPa)及高温氧化后韧性保留率
7. 碳化硅结合碳砖:SiC含量≥72%,检测热震循环(30次)后裂纹扩展深度(≤1.5mm)
8. 自焙炭块:糊料塑性变形指数(0.3-0.5),重点控制焙烧过程体积变化率(≤1.2%)
9. 石墨坩埚:细颗粒结构制品(骨料≤0.5mm),检测急冷急热循环(1000℃↔水冷)失效次数
10. 碳素密封材料:柔性石墨板材(拉伸强度≥4.5MPa),重点检测压缩回弹率(≥35%)及蠕变松弛率
检测方法
国际标准:
- ASTM C651 室温下碳块抗弯强度测试
- ISO 12986-1 预焙阳极三点弯曲试验
- ASTM C1421 高级陶瓷断裂韧性测定
- ISO 179-1 塑料夏比冲击强度测试(碳块适用)
- JIS R1657 精细陶瓷断裂阻力曲线测定
- GB/T 1431 炭素材料耐压强度测定(载荷速率差异:GB规定0.5mm/min,ASTM允许1mm/min)
- GB/T 3074.1 石墨电极抗折试验(试样尺寸差异:GB标准50×50×200mm,ISO采用40×40×160mm)
- YS/T 63.2 铝用炭素材料断裂功测试(采用楔形劈裂法,区别于ASTM的SENB法)
- GB/T 6155 炭素材料体积密度测定(浸渍介质差异:GB允许用煤油或水,ASTM强制使用煤油)
- YB/T 119 炭素材料显微结构定量分析(图像分析系统分辨率要求≥500万像素)
检测设备
1. 微机控制万能试验机:WDW-300E型(载荷300kN,位移分辨率0.001mm,配备环境箱-200℃~1200℃)
2. 仪器化冲击试验机:JBD-300B型(冲击能量300J,采样频率5MHz,满足ISO 148标准)
3. 断裂韧性测试系统:配备光学引伸计(应变测量精度±0.1%),含SENB三点弯曲夹具(跨距比4:1)
4. 高温热机械分析仪:TMA402F3型(温度范围RT~1550℃,膨胀量程±2000μm,分辨率0.02μm)
5. 激光热导仪:LFA467型(热扩散系数测量范围0.1-1000mm²/s,真空度10⁻³mbar)
6. 扫描电子显微镜:Sigma500型(分辨率1.2nm,配备EDS能谱仪,加速电压0.02-30kV)
7. 工业CT系统:YXLONFF35CT(检测范围Φ350×400mm,体素分辨率≤5μm)
8. 全自动密度仪:Ultrapyc5000型(氦气置换法,测量精度±0.02%,孔径分析范围0.2-500μm)
9. 熔盐腐蚀试验炉:KSF1700型(恒温区±3℃,熔盐成分控制精度±0.5wt%)
10. 高频疲劳试验机:PLD-100型(频率范围0.001-300Hz,载荷波形正弦/三角/方波)
11. 激光闪射热震仪:定制系统(表面功率密度0-30kW/cm²,温升速率≥1000℃/s)
12. 高温强度测试平台:GWT2100型(真空度10⁻⁴Pa,三点弯曲测试温度1600℃)
13. 原位力学测试系统:Kammrath&Weiss模块(SEM腔内拉伸/压缩,载荷20N分辨率0.1mN)
14. 超声显微镜:KSI200型(频率范围5-400MHz,缺陷定位精度±0.05mm)
15. 数字图像相关系统:ARAMIS6M型(3D应变场测量,空间分辨率0.01像素,采样频率500Hz)
北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】
报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。
检测周期:7~15工作日,可加急。
资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。
标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。
非标测试:支持定制化试验方案。
售后:报告终身可查,工程师1v1服务。